Hodnocení elektráren- úkolem je porovnat jednotlivé elektrárny mezi sebou

E1PpE1 PE1

vliv na ŽP

E2PpE2 PE2

vliv na ŽP

3.10.2006Hodnocení elektráren

Hodnocení elektráren

1. Technické hodnocení

2. Ekonomické hodnocení

3. Ekologické hodnocení

3.10.20061. Technické hodnocení

1. Technické hodnocení- z tohoto hlediska je nejdůležitější stanovit účinnost celé elektrárny

E1PpE1 PE1 E2

PpE2 PE2

3.10.20061. Technické hodnocení

Př. Pro tepelnou elektrárnu lze celkový transformační řetězec znázornit po částech a stanovit účinnosti jednotlivých částí

TZ

PpE=PpTZ

TM

primární zdroj

PTZ=PpTM

tepelný zdroj

GEN TR

tepelný motor generátor transformátor

PTM=PpG PG=PE

uvolnění tepelné energie

přeměna tepelné energie na

mechanickou

přeměna mech. energie na elektrickou

PEL

přeměna elekt. energie na elektrickou

Elektrárna

ztráty ztrátyztráty ztráty

3.10.20061. Technické hodnocení

- s každou transformací energie jsou spojeny určité ztráty

- ztráty se rovněž mění změnou parametrů jednotlivých zařízení

- ztráty lze vyjádřit pomocí účinnosti jednotlivých zařízení

TZ

PpE=PpTZ

TM

primární zdroj

PTZ=PpTM

tepelný zdroj

GEN TR

tepelný motor generátor transformátor

PTM=PpG PG=PE

uvolnění tepelné energie

přeměna tepelné energie na

mechanickou

přeměna mech. energie na elektrickou

PEL

přeměna elekt. energie na elektrickou

Elektrárna

ztráty ztrátyztráty ztráty

3.10.20061. Technické hodnocení

- účinnost TZ:

- účinnost TM:

- účinnost TM:

- účinnost elektrárny na svorkách generátoru:

- při použití transformátoru je nutné do celkové účinnosti započítat i účinnost transformátoru:

2. Ekonomické hodnocení

3.10.20062. Ekonomické hodnocení

- z tohoto hlediska je nutné stanovit náklady elektráren na vyrobenou kWh nebo MWh (tj. Kč/kWh nebo Kč/Mwh)

Celkové náklady na vyrobenou elektrickou energii [Kč/rok]:

Nc = Nst + Npr

Nst - náklady stálé jsou závislé na instalovaném výkonu - odpisy, náklady na mzdy atd.

Npr - náklady proměnné jsou závislé na vyrobené elektrické energii - náklady na provozní látky (palivo, voda, …)

- je vidět, že nelze porovnávat elektrárny podle absolutních nákladů (mají různé výkony PE), proto se zavádí poměrné náklady nc [Kč/kWh]

3.10.20062. Ekonomické hodnocení

- měrné celkové náklady nc [Kč/kWh]:

- náklady stálé lze vyjádřit pomocí měrných stálých nákladů nst [Kč/kW]:

- náklady proměnné lze podobně vyjádřit pomocí měrných proměnných nákladů npr [Kč/kWh]:

- po dosazení do rovnice pro měrné celkové náklady dostáváme:

3.10.20062. Ekonomické hodnocení

- po vykrácení a dosazení za WE vycházejí měrné celkové náklady:

- pokud dále budeme předpokládat, že PE = PEmax můžeme psát:

- z této rovnice je patrné, že celkové náklady jsou nepřímo úměrné době využití maxima, tj. lze říci, že čím vyšší doba využití tím budou nižší náklady

3.10.20063. Ekologické hodnocení

3. Ekologické hodnocení- výroba elektrické energie může být doprovázena emisemi škodlivin případně dalším vlivem na životní prostředí

- především u elektráren spalujících uhlí je třeba určit emise CO, CO2, SO2 a NOx, které elektrárny produkují

EPpE PE

znečištění

- podobně jako u nákladů lze určit množství emisí vztažených na jednotku produkce

Tepelné elektrárny

Princip tepelné elektrárny

- přeměňují tepelnou energii na energii elektrickou

TZ TMpalivo

GEN TRQp

elektrickáenergie

uvolnění tepelné energie

přeměna tepelné energie na

mechanickou

přeměna mech. energie na elektrickou

PEL

přeměna elekt. energie na elektrickou

Elektrárna

mechanickáenergie

tepelnáenergie

tepelný oběh

Qo

3.10.2006Tepelné elektrárny

3.10.2006Tepelné elektrárny

- TZ ze kterého se získává (dodává) teplo do TM může být:

- parní teplo přímo z přírodního zdroje (geotermální)

- z paliva, které se mění v tepelnou energii (spalování, jaderná reakce)

Tepelné oběhy

- řada změn po kterých se soustava dostane zpět do původního stavu

Termodynamika

- zabývá se změnami tepelné energie na energii mechanickou způsobené změnou stavu pracovní látky (pára, voda, plyny)

- tato změna se děje pomocí tepelných oběhů

3.10.2006Tepelné elektrárny

- izolovaná - s okolím nelze vyměňovat hmotu ani energii

- uzavřená - s okolím lze vyměňovat pouze energii ale nikoliv hmotu

- otevřená - s okolím lze vyměňovat hmotu i energii

Soustava (systém)- vymezený prostor ve kterém probíhají sledované děje

- podle možnosti výměny hmoty a energie s okolím lze soustavy rozdělit do tří skupin:

3.10.2006Tepelné elektrárny

- přímo měřit - teplota (t), tlak (p), objem (v)

- lze je stanovit - zavádějí se

- vnitřní energie U [J]

- entropie s [kJ/kg.K]

- entalpie i [kJ/kg]

Soustava (systém)- stav soustavy je dán stavovými veličinami, které lze:

- stavové veličiny jsou takové, které závisí pouze na stavu systému, nikoliv tedy na způsobu či cestě, jakým se do daného stavu dostaly

3.10.2006Tepelné elektrárny

- vratný

- nevratný

- přechod soustavy z jednoho stavu do druhého se nazývá termodynamický děj a tento děj může být:

- je-li při termodynamickém ději některá veličina konstantní dochází k těmto dějům:

- izobarický děj p = konst.

- izotermický děj t = konst.

- izochorický děj v = konst.

- adiabatický děj - nedochází k výměně tepla s okolím